1、工 程 力 学 题 库1、填空题（每空 1 分，共 57 分） （难度 A）第八章 轴向拉伸和压缩1. “强度“是构件在外力作用下 _的能力。 2. 通常，各种工程材料的许用切应力不大于其_切应力。3. 在材料力学中，对可变形固体的性质所作的基本假设是 假设、 设和 假设。 4. 衡量材料强度的两个重要指标是_和_。5. 由于铸铁等脆性材料的 很低，因此，不宜作为承拉零件的材料。 6. 在圆轴的台肩或切槽等部位，常增设 结构，以减小应力集中。 7. 消除或改善 是提高构件疲劳强度的主要措施。第九章 剪切与扭转1. 应用扭转强度条件，可以解决_、_ 和_ _等三类强度计算问题。2. 在计算梁的内
2、力时，当梁的长度大于横截面尺寸 倍以上时，可将剪力略去不计。3. 若两构件在弹性范围内切应变相同，则切变模量G 值较大者的切应力较 。4. 衡量梁弯曲变形的基本参数是 和 。5. 圆轴扭转变形时的大小是 用来度量的。 6. 受剪切构件的剪切面总是_于外力作用线。7. 提高圆轴扭转强度的主要措施： 和 。 8. 如图所示拉杆头为正方形，杆体是直径为d圆柱形。拉伸内力F N =_F_，拉伸段正应力 =_ 24Fd_。剪切内力F Q =_F_，切应力 =_ b_。9. 提高梁刚度的措施是 、_和 。10. 公式“=M TL/GIp“的含义与拉（压）杆变形公式 相似。第十章 直梁的弯曲1.作用在梁上的
3、载荷通常可以简化为以下三种类型： _、_、_。2.按照支座对梁的约束情况，通常将支座简化为三种形式： _、_、_。3.根据梁的支承情况，一般可把梁简化为以下三种基本形式： _、_、_。4.对梁的变形有两种假设：_、_。5.梁弯曲强度条件可以解决三类问题： _ _、 _ _、_ _。6.提高梁抗弯能力的措施：_ _、_ _、 _ _。第十三章 构件的疲劳强度1.常见的交变应力有两种：_、_。2.构件的疲劳强度条件：_、_。3.提高构件疲劳强度的措施有：_、_、 _、_。4.影响构件疲劳极限的因素：_、_、 _。二、判断题（每题 2 分，共 54 分） （难度 A）第八章 轴向拉伸和压缩1. 挤压
4、变形实际上就是轴向压缩变形。 （ ）2. 构件上的应力集中部位极容易发生破坏。 （ ）3. 设计构件时，须在节省材料的前提下尽量满足安全工作的要求。 （ ）4. 长期处于交变应力作用下构件必发生疲劳破坏。 （ ）5. 塑性材料极限应力为其屈服极限。 （ ）6. 符合小变形条件的材料受力后变形量很小，可将其视为刚体。 （ ）7. “力的可传性原理 “、“力偶在其作用面内任意移动“等定理同样适用于材料力学。 （ ）8. 挤压变形也属于基本变形。 （ ）9. 称铸铁在外力作用下抵抗断裂的能力为强度。 （ ）10. 构件应力在材料比例极限以下只产生弹性变形，当受载超过比例极限后，构件变形全部转化为塑性
5、变形。 （ ）第九章 剪切与扭转1. 圆轴扭转时，横截面上的正应力与截面直径成正比。 （ ）2. 空心和实心圆轴外径相同时，空心圆轴的I p、W n较大。 （ ）3. 当挤压面为半圆柱面时，其计算挤压面各按该面的正投影面积计算。 （ ） 4. 材料、外径相同的空心和实心梁，前者承载能力强、重量轻。 （ ）5. 剪切胡克定律描述了任何受载下切应力和切应变成正比的关系。 （ ）6. 式wmaxzMW中， 值一般随横截面位置不同而异。 （ ）max7. 圆轴扭转变形时各横截面作相对转动，各横截面间的距离发生变化。 （ ）8. 扭转圆轴横截面上，半径相同的点的切应力大小相同。 （ ）9. 平面弯曲变形
6、中的“转角“ 和扭转变形中的 “扭转角“是定义相同的变形参数。 （ ）10. 弯曲时剪力对细长梁的强度影响很小，所以在一般工程计算中可忽略。 （ ）11. 扭转圆轴横截面上各点的切应力大小相同，切应力方向均与被测点到圆心的连线垂直。 （ ）12. 对受剪螺栓和被联零件构成的联接，剪切强度校核一定针对螺栓，挤压强度校核也一定针对螺栓。（ ）13. 钢梁和木梁的截面形状和尺寸相同，在受同样大的弯矩时，木梁的应力一定大于钢梁的应力。 （ ）14. 圆轴扭转危险截面一定是扭矩和横截面积均达到最大值的截面。 （ ）15. 安全系数一定要大于1。 （ ）16. 扭转圆轴和圆截面梁的最大应力都分布于横截面边
7、缘，它们的横截面应力分布规律完全相同。 （ ）17. 公式TmaxnMW仅适用于圆轴扭转。 （ ）三、选择题（每题 2 分，共 40 分） （难度 A）第八章 轴向拉伸和压缩1. 受力构件单位面积上的内力称为_。A吸引力 B轴力 C应力 D正应力2. 随时间作周期、规律性变化的应力称为 。A静荷应力 B动荷应力 C交变应力 D相当应力3. 材料的塑性变形指 。（a）受力超过弹性极限的变形；（b）受力后不能恢复原状的变形；（c）撤消外力后残留的变形； （d）撤消外力后消失的变形。A（a） （c） B（b） （d） C（a） （d） D（b） （c）4. 材料的许用剪应力通常 该材料的许用拉应力
8、。A小于 B大于 C等于 5. 由于 常发生在应力集中处，须尽力减缓应力集中对构件的影响。A变形 B失稳 C噪声 D破坏6. 按照强度条件，构件危险截面上的工作应力不应超过材料的 。A许用应力 B极限应力 C破坏应力第九章 剪切与扭转1. 图圆轴的扭矩图如左图所示。Aa Bb Cc Dd2. 当材料和横截面面积相同时，空心圆轴的抗扭承载能力 实心圆轴的抗扭承载能力。A大于 B等于 C小于3. 切应变是 。A角位移 B线位移 C横向变形量4. 如图所示扭转圆轴的m 1 m2m 3，则其扭矩图为图 。Aa Bb Cc5. 扭转圆轴的最大切应力一定分布于 。A外圆柱表面上 B横截面最大半径处 C横截
9、面边缘上。6. 实心圆轴直径增大一倍，其扭转承载能力增大为原来的 倍。A2 B4 C6 D87. 提高构件疲劳强度的主要措施： 。A尽量减小应力集中、提高表面强度 B选用高级合金钢 C不承受交变载荷8. 空心扭转圆轴横截面上最小应力 为零。A一定 B一定不 C不一定9. 在长度、受载和约束条件都不可变时， 是提高钢质压杆稳定性的较好措施。A选择合理截面形状 B增大横截面面积 C选用优质合金钢10. 如图所示铆钉剪切面积为_，挤压面积为_。Ad 2/4 Bdt C2dt D3dt Edt /2 11. 如图所示，等截面实心圆轴一端固定，其上外力偶矩m 2m 1m 30，则A-A 横截面上的扭矩为
10、 。Am 1， Bm 2 +m1+ m3， Cm 3m 2， D012. 本课程的主要研究对象是 。A刚体 B等直杆 C静平衡物体 D弹性体。13. 扭转圆轴的强度条件和刚度条件均与 有关。A扭转变形方向 B圆轴受扭长度 C圆轴横截面尺寸 D轴的材质14. A，B两杆的材料、长度及横截面积均相同，杆A所受轴力是杆B所受轴力的两倍，则LA LB= （ ） 。A2 B1/2 C1 D0四、简答题（每空 5 分，共 75 分） （难度 A）第八章 轴向拉伸和压缩1. 材料力学的任务是什么？ 2. 生产实践中经常会利用剪切破坏来加工成型零件，如冲孔、剪切钢板等，此时要求工作切应力 与抗剪强度s有什么关
11、系？ 3. 保证构件安全工作的三项安全性指标指的是什么？4. 如何理解危险截面和危险点？第九章 剪切与扭转1. 圆轴扭转时，扭矩的正负号是怎样规定的？2. 如果圆轴的直径d增大一倍，而在其他情况不变的条件下，最大切应力和相对扭转角各将变化多少？3. 试述弯曲正应力的分布规律。 4. 什么叫扭矩图？画扭矩图应注意哪些问题？扭矩图有什么作用？第十章 直梁的弯曲1. 在计算梁的截面上的弯矩时，其正负符号是如何规定的？2. 弯曲梁的内力的求法归纳起来有哪三点?3. 梁发生弯曲变形后可以观察到哪三种现象?第十三章 构件的疲劳强度1.疲劳失效的原因有哪些?2.疲劳失效的特点有哪些?3.影响构件的疲劳极限的
12、因素有哪些?4.提高构件疲劳强度的措施有哪些?五、计算题：（每题 10 分，共 425 分）第八章 轴向拉伸和压缩1 试作图示各杆的轴力图。 （难度A）2 试作图示各杆的轴力图。 （难度A）3 试作图示各杆的轴力图。 （难度A）4 已知石桥墩的墩高为10m ，横截面尺寸如图所示，如载荷P=1000KN，材料的容重为23KN/m 3作墩身的轴力图并求最大的压应力。 （难度A）5 圆钢杆上有一槽，如图所示。已知钢杆受拉力P=15KN作用，钢杆直径d=20mm。试求1-1 和2-2截面上的应力（槽的面积可近似看成矩形，不考虑应力集中） 。 （难度A ）6. 一等直杆受力如图所示，已知杆的横截面面积A
13、和材料的弹性模量E，试作轴力图，并求杆端点D的位移。（难度A）7. 图示阶梯形杆，各截面面积分别为 A1=A3=300mm2，A2=200mm 2 ,材料的弹性模量E=200GPa。 （难度A）（1）试求出各段的轴力。（2）计算杆的总变形。8. 一木桩受力如图所示，柱的横截面为正方形，边长为200mm，材料符合胡克定律，其弹性模量E=10GPa，如不计柱的自重，试求：（难度A）（1）作轴力图（2）各段柱横截面上的应力（3）各段柱的纵向线应变（4）柱的纵向总变形9. 一圆截面阶梯杆受力如图所示。已知材料的弹性模量E=200GPa，试求各段的应力及应变。 （难度A ）10. 一根直径d=16mm、
14、长L=3m的圆截面杆，承受轴向拉力F=30KN，其伸长量L=2.2mm ，试求杆横截面上的应力与材料的弹性模量E。 （难度B）11. 一根直径 d=10mm的圆截面杆，在轴向拉力作用下，直径减小0.0025mm，如材料的弹性模量E=210GPa，泊松比=0.3，试求轴向拉力F。 （难度B ）12. 图示一钢筋混凝土平面闸门，其最大启门力 F=140KN，如提升闸门的钢质丝杠内径d=40mm，钢的许用应力【】=170MPa ，试校核丝杠的强度。 （难度B）13. 简易起重设备的计算简图如图所示，已知斜杆AB 由两根 63mm40mm4mm不等边角钢组成，查表知面积为4.058cm 2，钢的许用应
15、力【】=170MPa。试问在提起重量为P=15KN的重物时，斜杆AB是否满足强度条件？（难度B ）14. 一块厚 10mm、宽200mm的钢板，其截面被直径d=20mm的圆孔所削弱，圆孔的排列对称于杆的轴线，已知轴向拉力P=200KN，材料的许用应力【】=170MPa，试校核钢板的强度。 （不考虑应力集中） （难度B）15. 重Q=50KN的物体挂在支架ABC的B 点，若AB 和BC杆都是铸铁件，其许用拉应力【1】=30MPa，许用压应力【y】=90MPa ，试求AB和BC杆的横截面面积。 （难度B）16. 一结构受力如图所示，杆件AB、AD均由两根等边角钢组成。已知材料的许用应力 【】=17
16、0MPa，试选择AB、AD杆的截面面积。 （难度B）17. 梁AB和CD用拉杆BC和HL拉住，若载荷P=20KN，拉杆BC和HL的许用应力都是【】=120MPa，试求拉杆BC和HL 应有的横截面面积。 （难度B）18. 钢拉杆受力 P=40KN，若拉杆材料的许用应力【】=100MPa，横截面为矩形，且b=2a，试确定a、b的大小。（难度B ）19. 在图示简易吊车重，BC为钢杆，AB为木杆，木杆AB的横截面面积A1=100cm 2，许用应力【1】=7MPa；钢杆BC的横截面面积A2=6cm 2，许用应力【2】=160MPa 。试求许可吊重P 。 （难度B）20. 在厚度=5mm的钢板上欲冲出一
17、个如图所示形状的孔。已知钢板的剪切强度极限 b=320MPa，现有一冲裁力为100kN的冲床，问能否完成冲孔工作？ （难度B ）第九章 剪切与扭转1. 电机车挂钩的销钉联接如图所示，已知挂钩厚度t=8mm，销钉材料的许用剪应力【】=60MPa，许用挤压应力【jy】=200MPa，电机车的牵引力P=15KN，试选择销钉直径。 （难度A）2. 螺栓连接件如图所示。已知F=180KN，t=20mm ，螺栓材料的许用剪应力 【】=80MPa，试求螺栓的直径。（难度A）3. 已知图示铆接钢板的厚度=10mm，铆钉直径d=17mm，铆钉的许用剪应力【】=140MPa，许用挤压应力 【jy】=320MPa，
18、P=24KN，试作强度校核。 （难度A）4. 销钉连接如图所示，已知P=100KN，销钉直径d=30mm，材料的许用剪应力【】=60MPa，试校核销钉的剪切强度。若强度不够，应改用多大直径的销钉？（难度A ）5. 图中传动轴的转速 n=250r/min，主动轮B 输入功率P B =7KW，从动轮A、C、D分别输出功率PA=3KW，P C=2.5KW，P D=1.5KW 。试画该轴的扭矩图。 （难度B）6. 传动轴如图所示，其力偶矩分别为M1=1000Nm，M2=600 Nm，M3=200 Nm，M4=200 Nm（难度B）（1）试画出轴的扭矩图；（2）若M1和M2的作用位置互换，扭矩图有何变化
19、？7. 图示圆轴，直径d=100mm，L=500mm，作用着力偶矩M1=7000 Nm，M2=5000 Nm，G=810 4 MPa（难度B）（1）作轴的扭矩图；（2）求轴上的最大剪应力，并指出其位置。8. 一传动轴如图所示，直径d=75mm，作用着力偶矩M1=1000 Nm，M2=600 Nm，M3=M4=200 Nm， G=8104 MPa。 （难度B）（1）作轴的扭矩图（2）求各段内的最大剪应力（3）求截面A相对于截面 C的扭转角9. 直径D=50mm 的圆轴，受到扭矩Mn=2150 Nm的作用。试求离轴心10mm处的剪应力及该截面上的最大剪应力。 （难度B）10. 一钢轴直径为50mm
20、，材料的切变模量G=80GPa ，承受力偶矩 M=200Nm而扭转，轴两端面间的扭转角为0.6度，求此轴的长度。 （难度B）11. 将直径d=1mm，长L=5m的钢丝一端嵌紧，另一端扭转一整圈（2弧度） ，G=810 4 MPa。求此时钢丝内的最大应力。 （难度A）12. 某实心轴的许用应力【】=35MPa，截面上的扭矩Mn=1000Nm，试求此轴应有之直径。 （难度A）13. 如图所示直径d=50mm 的等截面圆轴，有功率 P=20kW的电动机带动，轴的转速n=180r/min ，齿轮B、D、E的输出功率分别为P B=3kW，P D=10kW，P E=7kW，轴的许用切应力 =38MPa，试
21、校核该轴的强度。 （难度A ）14. 飞机操纵系统有一钢拉索，长度 L=3m，承受拉力F=24kN，材料的弹性模量E=200GPa，钢索必须同时满足以下两个条件：（难度A）（1）应力不超过140MPa； （2）伸长量不超过2mm 。问此钢索的截面面积至少应有多大？15. 如图所示，用钳子剪断直径为3mm的钢丝。若钢丝的剪切强度极限 =80MPa，试求施加于钳子手柄上的力。若销钉B的直径为6mm，许用剪切应力=45MPa，试校核销钉的剪切强度。 （难度A ）15. 如图所示，10t起重机的吊钩，螺纹部分的大径d=56mm ，小径d1 50mm，材料许用应力 =80MPa，吊钩自重不计。试核算在满
22、载时螺纹部分的强度，并计算其能承受的许可载荷。 （难度A ）16. 某快艇推进器轴的外径D =74mm，内径d=68mm，材料的许用切应力=40MPa。若传递的扭矩M=500Nm，试校核该轴的强度。 （难度A）17. 试求下图所示构件指定截面上的应力。设各段截面的面积分别为A1=100mm2，A2=200mm 2，A3=250mm 2。 （难度A）18. 如图所示，转速n=1500r/min的传动轴，主动轮输出功率 P1=50kW，从动轮输入功率P2=30kW，P3=20kW。试求轴上各段扭矩，并绘出扭矩图。 （难度A）从强度观点看，三个轮子如何布置比较合理？第十章 直梁的弯曲 （难度C）1、如图所示简支梁，受均布载荷q作用，试写出该梁的剪力方程和弯矩方程，并画出剪力图和弯矩图。 （15分）2、如图所示，简支梁AB受一集中力F=12KN，写出该梁的剪力方程和弯矩方程，并画剪力图和弯矩图。 （15分）3、如图所示，简支梁AB上作用一个集中力偶，写出此梁的剪力方程和弯矩方程，画出剪力图和弯矩图。 （15分）
